《网络互联技术》（第2版） 课件 项目10 DHCP自动分配地址

项目10DHCP自动分配地址【项目背景】学院新建两个实训机房，小明需要在实训机房中配置DHCP，实现计算机自动获取IP地址，初期规划如图所示。机房1网段/24分配的IP地址租期为30天，机房2网段/24分配的IP地址租期为2天。由于教学需要，在高年级实训机房搭建教学服务器时，使用固定IP地址00/24。1．知识目标（1）了解DHCP。（2）了解DHCP工作流程。（3）了解DHCP中继过程。2．技能目标（1）配置DHCP服务，实现地址自动分配。（2）配置DHCP中继，实现跨子网地址自动分配。3．素质目标（（1）随着网络通信技术的发展，我国的网络通信产品积极创新。本项目通过配置国产交换机，激发读者的爱国情怀和民族自豪感。（2）培养读者的信息共享和网络强国意识，树立数字时代互联互通的理念。（3）培养学生保持工作环境干净的习惯，实现整洁的物料放置，遵守6S管理规范。【项目目标】10.1了解DHCP【知识准备】【技术介绍】

10.1了解DHCP因特网工程项目组（IETF）设计动态计算机配置协议（DHCP），实现网络中客户机自动分配IP地址，减少了网络管理工作量。搭建DHCP服务器，自动为网络设备（如计算机、打印机、手机等）分配IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器地址等配置，大大简化网络设备管理过程，提高网络管理性和安全性。【技术介绍】1．什么是DHCP

DHCP使用客户机/服务器（Client/Server，C/S）模式，给网络中客户机自动分配动态、可用IP地址、子网掩码及其他网络参数，指定IP地址租期，实现即插即用，降低客户机的配置和维护成本，大大减少了网络管理的工作量。【技术介绍】10.1了解DHCP

2．DHCP服务环境角色

DHCP服务有3种角色，分别为DHCP服务器、DHCP客户机（简称客户机）和DHCP中继（可选），如图所示（将交换机配置为DHCP中继和DHCP服务器）。10.2了解DHCP工作流程【知识准备】【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程1．DHCP分配地址方式

DHCP采用C/S模式，任何启用DHCP客户机接入网络，都可以向DHCP服务器提出分配地址请求，由服务器为其分配IP地址及其他网络参数，完成从DHCP服务器租借IP地址过程。客户机不再使用IP地址自动返回IP地址池，以便实现再分配，如图所示。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址过程

DHCP分配地址过程包括4个阶段，即发现阶段、提供阶段、选择阶段和确认阶段，如图所示。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址过程

客户机与DHCP服务器交互，使用4种不同类型DHCP报文通信，分别是DHCPDISCOVER、DHCPOFFER、DHCPREQUEST和DHCPACK，如表所示。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址过程

（1）发现阶段当客户机接入网络，发现没有IP地址时，客户机通过广播方式发出DHCPDISCOVER请求报文，寻找网络中的DHCP服务器。该请求报文的源IP地址为，目的IP地址为55，如图所示。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址过程

（2）提供阶段DHCP服务器收到客户机发送DHCPDISCOVER报文，及时做出响应，发出DHCPOFFER报文，从IP地址池内选择位于最前面、闲置的IP地址，连同配置参数信息，提供给客户机。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址过程

（3）选择阶段客户机收到DHCPOFFER报文后，再次利用广播方式发送一个DHCPREQUEST报文，作为对DHCP服务器的响应。这个阶段是选择阶段。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址过程

（4）确认阶段DHCP服务器向客户机发送DHCPACK报文，告诉客户机可以使用其提供的IP地址。客户机将IP地址和参数信息绑定在网卡上。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程3．DHCP租约

DHCP服务器为客户机分配一个IP地址，并指定租期。在租约未到期时，客户机可以使用该IP地址进行网络通信。在租约到期后，如果客户机仍需要使用该IP地址，则需要向DHCP服务器申请续约。（1）租期已过50%的时刻在此时刻，客户机主动向DHCP服务器发送DHCPREQUEST报文，请求更新租期：若DHCP服务器提供的IP地址可以继续使用，则回复DHCPACK报文，更新租期；若DHCP服务器提供的IP地址不可以继续使用，则回复DHCPNAK报文，不更新租期。【技术介绍】10.2了解DHCP工作流程3．DHCP租约

（2）租期已过87.5%的时刻在此时刻，客户机主动向DHCP服务器发送DHCPREQUEST报文，请求更新租期：若DHCP服务器提供的IP地址可以继续使用，则回复DHCPACK报文，更新租期；若DHCP服务器提供的IP地址不可以继续使用，则回复DHCPNAK报文，不更新租期。租约到期后，客户机会重新发送DHCPDISCOVER报文，重新开始DHCP分配地址过程。10.3认识DHCP报文【知识准备】【技术介绍】10.3认识DHCP报文部署在同一网段中的客户机和DHCP服务器通过交换DHCP报文，实现DHCP服务过程。其中，DHCP是基于UDP的典型应用：客户机采用端口号68，服务器采用端口号67，实现面向无连接的通信服务。DHCP报文使用IP数据包进行封装如图所示。【技术介绍】10.3认识DHCP报文其中，各部分内容介绍如下。①

数据链路层帧头：常见格式有Ethernet_II、IEEE802.1Q、IEEE802.3等。②IP数据包头：标准IP数据包头，长度为20字节。③UDP报头：标准UDP报头，长度为8字节。④DHCP报文：承载具体的DHCP报文内容。10.4配置DHCP服务【知识准备】【技术介绍】10.4配置DHCP服务1．配置地址池

在全局配置模式下，使用以下命令配置地址池、子网掩码以及默认网关。【技术介绍】10.4配置DHCP服务2．配置租约

IP地址默认租期[以天（day）为单位]为1天，使用以下命令配置租约。【技术介绍】10.4配置DHCP服务2．配置租约

以下示例为配置租约过程。【技术介绍】10.4配置DHCP服务3．配置域名和域名服务器

可以指定客户机的域名，当客户机访问网络时，自动完成域名地址解析。以下示例为给客户机分配域名。【技术介绍】10.4配置DHCP服务4．配置排除地址

DHCP服务器默认把DHCP地址池中的所有IP地址分配给客户机。如果想要保留一些IP地址不分配，则需要定义排除地址。以下示例定义排除地址范围，该范围内的IP地址不会被分配给客户机。【技术介绍】10.4配置DHCP服务5．配置设备接口，自动获取IP地址

使用如下命令配置设备接口，自动获取IP地址。【技术介绍】10.4配置DHCP服务6．DHCP手动分配固定的IP地址

假设配置MAC地址为f0de.f17f.cb4c的客户机自动获取8/24地址，根据客户机发送的DHCPDISCOVER报文中的客户机MAC地址进行IP地址分配时，有如下两种方式。①

使用client-identifier命令实现。【技术介绍】10.4配置DHCP服务6．DHCP手动分配固定的IP地址

假设配置MAC地址为f0de.f17f.cb4c的客户机自动获取8/24地址，根据客户机发送的DHCPDISCOVER报文中的客户机MAC地址进行IP地址分配时，有如下两种方式。②使用hardware-address命令实现（推荐）。【技术介绍】10.4配置DHCP服务7．查看DHCP信息

使用如下命令查看DHCP信息。10.5配置DHCP中继【知识准备】【技术介绍】10.5配置DHCP中继在DHCP通信机制中，如果客户机和DHCP服务器不在同一网段，则必须部署DHCP中继，因为此时DHCPDISCOVER报文会被子网屏蔽，如图所示。【技术介绍】10.5配置DHCP中继1．什么是DHCP中继

DHCP中继也称DHCP中继代理，将一个子网客户机发来DHCPDISCOVER报文，通过单播方式，转发到另一子网DHCP服务器，满足DHCPDISCOVER报文跨网段通信需要。【技术介绍】10.5配置DHCP中继2．DHCP中继工作过程

DHCP中继场景，客户机、DHCP中继和DHCP服务器交互过程，和无DHCP中继场景交互相同，差异是：通过DHCP中继，在DHCP服务器和客户机之间，转发DHCP报文。【技术介绍】10.5配置DHCP中继2．DHCP中继工作过程

（1）发现阶段DHCP中继收到客户机发送的DHCPDISCOVER报文后，进行如下处理。①

检查DHCP报文中的hops字段：如果大于16，则丢弃DHCP报文；否则将hops字段加1，表示经过一次DHCP中继。②

检查DHCP报文中的giaddr字段：如果是0，则将giaddr字段修改为接收DHCPDISCOVER报文的接口IP地址；如果不是0，则不修改该字段。③

将DHCP报文中的目的IP地址修改为DHCP服务器或下一跳DHCP中继的IP地址，将源IP地址修改为DHCP中继连接客户机的接口IP地址。④

将DHCP报文通过单播方式发送给DHCP服务器或下一跳DHCP中继。如果客户机与DHCP服务器之间存在多台DHCP中继，则DHCP中继工作过程同上。【技术介绍】10.5配置DHCP中继2．DHCP中继工作过程

（2）提供阶段不在同一网段的DHCP服务器收到DHCPDISCOVER报文后，首先选择与报文中的giaddr字段为同一网段的IP地址，并将其分配给客户机；然后向giaddr字段标识的DHCP中继单播发送DHCPOFFER报文。DHCP中继收到DHCPOFFER报文后，检查报文中的giaddr字段，如果不是接口IP地址，则丢弃该报文。否则，DHCP中继检查报文中的广播标志位：如果广播标志位为1，则将DHCPOFFER报文广播发送给客户机；否则，将DHCPOFFER报文单播发送给客户机。（3）选择阶段DHCP中继接收客户机的DHCPREQUEST报文后，工作过程同10.2节的“选择阶段”。（4）确认阶段DHCP中继接收DHCP服务器的DHCPACK报文后，工作过程同10.2节的“确认阶段”。【技术介绍】10.5配置DHCP中继3．配置DHCP中继

在全局配置模式下，使用如下命令配置DHCP中继。【技术介绍】10.5配置DHCP中继3．配置DHCP中继

【配置案例】配置DHCP中继。如图所示，为实训客户机自动获取IP地址的功能，某企业网络拟在三层交换机上部署DHCP服务器，在二层交换机上开启DHCP中继，使接入终端能够自动获取IP地址。【技术介绍】10.5配置DHCP中继3．配置DHCP中继

【配置案例】配置DHCP中继。①

在核心交换机Switch1上配置接口信息及IP地址。【技术介绍】10.5配置DHCP中继3．配置DHCP中继

【配置案例】配置DHCP中继。②

在核心交换机Switch1上配置交换机管理地址。【技术介绍】10.5配置DHCP中继3．配置DHCP中继

【配置案例】配置DHCP中继。③

在核心交换机Switch1上开启DHCP服务，配置地址池。【技术介绍】10.5配置DHCP中继3．配置DHCP中继

【配置案例】配置DHCP